液压系统的压力传感器

压力传感器是液压系统中最为常用的一种传感器。

1  工作原理

压电式压力传感器原理基于压电效应。压电效应是某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时，其内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。当外力去掉后，它又会恢复到不带电的状态，这种现象称为正压电效应。当作用力的方向改变时，电荷的极性也随之改变。相反，当在电介质的极化方向上施加电场，这些电介质也会发生变形，电场去掉后，电介质的变形随之消失，这种现象称为逆压电效应。

压电式压力传感器的种类和型号繁多，按弹性敏感元件和受力机构的形式可分为膜片式和活塞式两类。膜片式主要由本体、膜片和压电元件组成。压电元件支撑于本体上，由膜片将被测压力传递给压电元件，再由压电元件输出与被测压力成一定关系的电信号。这种传感器的特点是体积小、动态特性好、耐高温等。现代测量技术对传感器的性能出越来越高的要求。

2  性能参数

压力传感器性能参数主要如下。

1）额定压力范围（MPa）：是满足标准规定值的压力范围。也就是在最高和最低温度之间，传感器输出符合规定工作特性的压力范围。在实际应用时传感器所测压力在该范围之内。

2）最大压力范围（MPa）：指传感器能长时间承受的最大压力，且不引起输出特性永久性改变。特别是半导体压力传感器，为提高线性和温度特性，一般都大幅度减小额定压力范围。因此，即使在额定压力以上连续使用也不会被损坏。一般最大压力是额定压力最高值的2~3倍。

3）损坏压力（MPa）：指能够加工在传感器上且不使传感器元件或传感器外壳损坏的最大压力。

4）线性度（%F·S）：在规定条件下，传感器静态校准曲线与拟合直线间的最大偏差△Ymax与满量程输出值YSF之比的百分数称为传感器的线性度，即δL=±△Ymax /YSF×100％。

5）压力迟滞（%F·S）：在室温下及工作压力范围内，在同一次校准中，用对应同一输入量的正程和逆程其输出值间的最大偏差△Hmax与满量程输出值YSF的百分比表示传感器的迟滞，即δH=±△Hmax /YSF×100％。

6）温度范围（℃）：分为补偿温度范围和工作温度范围。补偿温度范围是由于施加了温度补偿，精度进入额定范围内的温度范围。工作温度范围是保证压力传感器能正常工作的温度范围。

7）灵敏度（μV/Pa）：指对被测非电量的敏感程度，用K表示。压力传感器灵敏度K定义为在稳定状态下传感器的输出电压变化量△Y（μV）与引起此变化的输入压力变化量△X（Pa）之比，即K =△Y /△X。

8)漂移：漂移是指在一定时间间隔内，传感器输出存在着与被测输入量无关的不需要的变化。包括零点漂移和灵敏度漂移。其中零点漂移是指输出偏离零值(或原指示值) △Y0与满量程输出值YSF的百分比，即零点漂移=△Y0 /YSF×100％。

9)温漂：表示温度对传感器输出的影响程度。通常用温度每变化1℃所引起输出最大偏差△max与满量程YFS的百分比来表示。即温漂=[△max/YFS)/△T ]×100％，式中 △T温度变化范围。

其他技术参数还有重复精度、输入电阻、输出电阻、零点输出、频率响应特性等。

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